Chips bakken zonder afval

De productie van chips is een zeer milieubelastend proces. Omdat de vraag ernaar toeneemt, is het belangrijk schone technologieën te ontwikkelen. Overigens geldt dat niet alleen voor chips. Prof.ir. C.M. van den Bleek wil in het algemeen processen modelgestuurd met meer opbrengst en minder afval laten verlopen.

Modelgebaseerd optimaliseren van complexe industriële processen, dat is het thema van de interfacultaire onderzoekschool van Van den Bleek. ,,Ontzettend breed. Over de hele TU wordt gemodelleerd.'' Het was ook niet verwonderlijk dat Van den Bleek in eerste instantie zeven programmavoorstellen had. Uiteindelijk bleven twee programma's ter jurering over.

Het ene programma speelt in op een dreigend probleem van de toekomst: de chemische afvalberg veroorzaakt door chipsfabrikanten. Vooral bij het etsproces komt een grote hoeveelheid zuren vrij. Het nieuwe interfacultaire onderzoek moet inspelen op de chips die over tien jaar worden gebruikt.

Twee mensen zullen de komende twee jaar verschillende wijzen bestuderen om het probleem aan te pakken. De eerste persoon bekijkt hoe de huidige productietechnologie schoner gemaakt kan worden. Bijvoorbeeld door modelgestuurde gesloten chemicaliënkringlopen te creëren.

De andere onderzoeker zal een totaal nieuw proces bedenken om chips te maken zonder afval te produceren. Van den Bleek: ,,Is het bijvoorbeeld mogelijk het benodigde materiaal direct aan te brengen in plaats van overtollig materiaal weg te etsen. Dit zou kunnen door clusters moleculen aan te brengen met de scanning tunneling microscoop die IBM ontwikkeld heeft. Of door middel van een proces gebaseerd op 'printen' met een te ontwikkelen submicron inktjetprinter.''

De ideeën zijn zo nieuw zijn dat nu nog niet duidelijk is wat zinvol onderzoek is: ,,We mogen blij zijn als na twee jaar praten met chipfabrikanten en onderzoekers blijkt dat één van beide routes levensvatbaar is'', zegt Van den Bleek.

Het andere programma van het onderzoekscentrum is genaamd Mastering the molecules in manufacturing. ,,Daarin beogen we zodanig in te grijpen in biochemische en chemische processen, dat we alleen die producten verkrijgen die we willen hebben. Precisie technologie. Dat betekent dus hogere opbrengsten, selectiever werken en weinig of geen afval.''

Processen worden modelgestuurd aangepakt en tegelijkertijd van micro- tot macroniveau bekeken. ,,Dit is wetenschappelijk uitdagend, want we kunnen dit nog niet. Het vergt een door en door snappen van wat er gebeurt. Aan de hand van een drietal pilots willen we uiteindelijk tools ontwikkelen die ook te gebruiken zijn voor andere processen.''
(J.O.)